[發(fā)明專利]一種半導(dǎo)體制冷片及其在實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀中的應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110238879.3
• 申請(qǐng)日: 2021-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN112968120A
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 章賢駿;凌建鴻;翟致超;趙平平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州安譽(yù)科技有限公司
• 主分類號(hào): H01L35/18
• 分類號(hào): H01L35/18;H01L35/34;H01L23/38;C12M1/38;C12M1/34;C12M1/02;C12M1/00;B01L7/00;G01N21/64
• 代理公司: 北京國(guó)翰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11696
• 代理人: 葉帥東

本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體制冷片及其在實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀中的應(yīng)用；即將熱電材料切成元件，做上電極，制得半導(dǎo)體制冷片。上述熱電材料的組成式為(Eu_aNd_b)_yRu_xFe_3?xCoSb₁₂；其中，a+b＝1，0.1≤x≤0.4，0.2≤y≤0.8；其制備方法包括：將金屬Co、Fe、Sb、Ru、Eu、Nd按原子比例置于石英管中，在真空條件下進(jìn)行密封熔煉，然后迅速取出淬火，取出樣品，再次在相同條件下進(jìn)行封裝，退火，取出研磨，置于石磨模具中，在真空下進(jìn)行SPS熔煉，制得熱電材料。制得的半導(dǎo)體制冷片具有較高的塞貝克系數(shù)、ZT值、致密度以及較低的熱擴(kuò)散率，且該半導(dǎo)體制冷片對(duì)電子元件具有優(yōu)良的降溫效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于制冷裝置領(lǐng)域，特別涉及一種半導(dǎo)體制冷片及其在實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

在軍事、醫(yī)療、科學(xué)研究時(shí)，常需要在小空間實(shí)現(xiàn)高精度的低溫環(huán)境，滿足特定的應(yīng)用場(chǎng)合，傳統(tǒng)的機(jī)械壓縮式制冷方式因其體積大、耗能多、污染嚴(yán)重、噪音大、不易控制等缺點(diǎn)，不能滿足該制冷要求，基于帕爾貼效應(yīng)的半導(dǎo)體制冷技術(shù)具有體積小、降溫快、無污染、精度高的特點(diǎn)，是應(yīng)用于這一領(lǐng)域的最佳方案。但是，現(xiàn)今在如何提高半導(dǎo)體制冷效率和控制精度等方面還不夠成熟。

另一方面，隨著半導(dǎo)體制冷片在溫度控制領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)中使用半導(dǎo)體制冷片生產(chǎn)的中低端制冷器也已初具規(guī)模。國(guó)內(nèi)的半導(dǎo)體制冷片生產(chǎn)廠家在性能檢測(cè)儀器上需要花費(fèi)大量的金錢進(jìn)口國(guó)外的儀器，自主研發(fā)的檢測(cè)儀器又大多存在缺陷，缺乏合適的制冷片性能測(cè)試儀器給這些生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)帶來了極大的困擾。

現(xiàn)有技術(shù)如申請(qǐng)公布號(hào)CN 102856485 A公開了一種用于半導(dǎo)體制冷的三層復(fù)合結(jié)構(gòu)材料；其復(fù)合結(jié)構(gòu)由三個(gè)制冷材料薄層組成，它將制冷材料的物理參數(shù)——塞貝克系數(shù)、電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率做適度的空間分離，各層根據(jù)自身應(yīng)起的作用優(yōu)化自己的參數(shù)配置，突出一個(gè)主要參數(shù)，然后結(jié)合起來形成一個(gè)整體上的優(yōu)化結(jié)構(gòu)。用這種優(yōu)化的復(fù)合結(jié)構(gòu)代替現(xiàn)有的單一均勻結(jié)構(gòu)，突破了均勻結(jié)構(gòu)中參數(shù)互相制約所造成的技術(shù)瓶頸，是一種新型的節(jié)能環(huán)保復(fù)合材料的制備方案，為制造高品質(zhì)半導(dǎo)體制冷材料和組件提供了一個(gè)新方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種具有較高塞貝克系數(shù)、ZT值以及較低的熱擴(kuò)散率的高致密度半導(dǎo)體制冷片，且該半導(dǎo)體制冷片對(duì)電子元件具有優(yōu)良的降溫效果，使其在實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀中具有廣泛的應(yīng)用。

本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案為：

一種熱電材料，其組成式為(Eu_aNd_b)_yRu_xFe_3-xCoSb₁₂；

其中，a+b＝1，0.1≤x≤0.4，0.2≤y≤0.8。

本發(fā)明采用元素Eu、Nd、Ru與FeCoSb₁₂基體進(jìn)行摻雜填充，得到組合式為(Eu_aNd_b)_yRu_xFe_3-xCoSb₁₂的熱電材料；將其作為半導(dǎo)體制冷片材料，得到半導(dǎo)體制冷片，則該半導(dǎo)體制冷片具有較高的塞貝克系數(shù)，同時(shí)也具有較高的其他的性能指數(shù)；除此之外，該半導(dǎo)體制冷片具有較高的ZT值以及較低的熱擴(kuò)散率與優(yōu)良的降溫效果。原因可能是Eu、Nd、Ru原子的摻雜，使組成的化合物具有復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)；填充原子可能改變了材料的載流子濃度以及遷移率，還可能改變了材料的無序度；原子之間發(fā)生一定的固溶，在結(jié)構(gòu)中形成致密度較高的晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高制冷片材料的塞貝克系數(shù)與ZT值，使半導(dǎo)體制冷片具有較大的熱電轉(zhuǎn)換效率，進(jìn)而發(fā)揮制冷的效果；同時(shí)該半導(dǎo)體制冷片具有較低的熱擴(kuò)散率，使該制得熱電材料能夠作為半導(dǎo)體制冷片在實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀中具有廣泛的應(yīng)用。